Elektrisk kraft: hva er det og hvordan du bruker formelen

Elektrisk kraft er samspillet mellom tiltrekning eller frastøt generert mellom to ladninger på grunn av eksistensen av et elektrisk felt rundt dem.

En ladnings evne til å skape elektriske krefter ble oppdaget og studert av den franske fysikeren Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) på slutten av 1700-tallet.

Rundt 1780 skapte Coulomb torsjonsbalansen, og med dette instrumentet demonstrerte han eksperimentelt at styrkeintensiteten er direkte proporsjonal med verdien av de elektriske ladningene som samhandler og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden som skiller.

Elektrisk kraftformel

Den matematiske formelen, også kalt Coulombs lov, som uttrykker intensiteten til den elektriske kraften er:

I det internasjonale systemet for enheter (SI) uttrykkes intensiteten til den elektriske kraften (F) i newton (N).

Vilkårene som₁ og hva₂ av formelen tilsvarer de absolutte verdiene til de elektriske ladningene, hvis SI-enhet er coulomb (C), og avstanden som skiller de to ladningene (r) er representert i meter (m).

Proportionalitetskonstanten (K) avhenger av mediet der ladningene settes inn, for eksempel i vakuum kalles dette begrepet elektrostatisk konstant (K₀) og dens verdi er 9,10⁹ Nm²/ Dz.

Lære mer omCoulombs lov.

Hva brukes formelen for elektrisk kraft og hvordan beregner du den?

Formelen opprettet av Coulomb brukes til å beskrive intensiteten av det gjensidige samspillet mellom topunktsladninger. Disse ladningene er elektrifiserte legemer hvis dimensjoner er ubetydelige sammenlignet med avstanden mellom dem.

Elektrisk tiltrekning skjer mellom ladninger som har motsatte tegn, fordi den eksisterende kraften er den som tiltrekker seg. Elektrisk frastøt oppstår når ladninger av samme tegn blir samlet, da den frastøtende kraften virker på dem.

For å beregne den elektriske kraften signalene til elektriske ladninger de blir ikke tatt i betraktning, bare deres verdier. Se hvordan du beregner elektrisk kraft med følgende eksempler.

Eksempel 1: To elektrifiserte partikler, q₁ = 3,0 x 10^-6 C og q₂ = 5,0 x 10^-6 C og med ubetydelige dimensjoner ligger i en avstand på 5 cm fra hverandre. Bestem styrken til den elektriske kraften med tanke på at de er i vakuum. Bruk elektrostatisk konstant K₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz.

Løsning: For å finne den elektriske kraften, må dataene brukes i formelen med de samme enhetene som den elektrostatiske konstanten.

Merk at avstanden ble gitt i centimeter, men konstanten er meter, så det første trinnet er å transformere avstandsenheten.

Neste trinn er å erstatte verdiene i formelen og beregne den elektriske kraften.

Vi kom til at intensiteten til den elektriske kraften som virker på ladningene er 54 N.

Du kan også være interessert ielektrostatikk.

Eksempel 2: Avstanden mellom punktene A og B er 0,4 m og lastene Q er plassert i endene₁ og Q₂. En tredje siktelse, Q₃, ble satt inn på et punkt som er 0,1 m fra Q₁.

Beregn nettokraften på Q₃ vet det:

• Spørsmål₁ = 2,0 x 10^-6 Ç
• Spørsmål₂ = 8,0 x 10^-6 Ç
• Spørsmål₃ = - 3,0 x 10^-6 Ç
• K₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz

Løsning: Det første trinnet i å løse dette eksemplet er å beregne styrken til den elektriske kraften mellom to ladninger om gangen.

La oss starte med å beregne tiltrekningskraften mellom Q₁ og Q₃.

Nå beregner vi tiltrekningskraften mellom Q₃ og Q₂.

Hvis den totale avstanden mellom linjen er 0,4 m og Q₃ er plassert 0,1 m fra A, noe som betyr at avstanden mellom Q₃ og Q₂ er 0,3 m.

Fra verdiene til tiltrekningskreftene mellom lastene, kan vi beregne den resulterende kraften som følger:

Vi kom til den konklusjonen at den resulterende elektriske kraften som Q₁ og Q₂ utøve på Q₃ er 3 N.

For å fortsette å teste kunnskapen din, vil følgende lister hjelpe deg:

• Coulombs lov - øvelser
• Elektrisk ladning - Øvelser
• Elektrostatikk - Øvelser